Sportivul în vârstă de 35 de ani, care a câștigat cursa în 2023, l-a urmat pe favoritul Juan Ayuso cu o secundă înainte de final, dar a câștigat per total cu 28 de secunde.
Spaniolul Enric Mas a ocupat locul al treilea în clasamentul general, la 58 de secunde în spatele dominatorului Roglic.
"Frumos, m-am distrat foarte bine aici", a declarat Roglic.
"Mi-am dat seama, sunt pregătit, picioarele sunt pregătite, așa că m-am bucurat destul de mult de această săptămână.
"Un pic de vacanță și apoi, încet, încep să mă pregătesc pentru Giro (d'Italia)".
De patru ori câștigător al Turului Spaniei, Vuelta, Roglic era printre favoriți după ce câștigătorul de anul trecut, compatriotul său Tadej Pogacar, a decis să nu își apere titlul.
După ce vântul a făcut ravagii în etapa a șasea de sâmbătă - traseul a fost modificat semnificativ, fiind permiși doar 25 de kilometri de cursă - condițiile meteorologice au fost bune pentru finalul de 88,2 kilometri cu plecare și sosire în Barcelona.
"Marea etapă montană la care speram ieri a fost anulată", a declarat Roglic.
"S-a ajuns la ultima etapă, echipa a lucrat bine, am concurat bine și chiar m-am bucurat de această săptămână".
Roglic, ciclist al celor de la Red Bull-Bora-Hansgrohe, a câștigat sprintul intermediar, iar Ayuso s-a clasat al treilea, obținând un avans de o secundă în clasamentul general față de spaniol.
Cu toate acestea, la al doilea sprint intermediar, Ayuso de la UAE Team Emirates s-a impus, iar Roglic a fost al treilea, restabilindu-și avansul de o secundă.
Cu puțin peste 20 de kilometri înainte de final, Roglic s-a desprins, iar Ayuso nu l-a putut urma.
"După sprint (am văzut) că dacă vreau să câștig trebuie să fac ceva", a explicat Roglic.
Laurens De Plus și Lennert Van Eetvelt au reușit să rămână la câteva secunde de Roglic în ultimul tur, dar slovenul a trecut linia de sosire cu brațele ridicate în semn de victorie.
De Plus a sosit la 14 secunde în urma lui Roglic, învingându-l pe Van Eetvelt, al treilea, la sprint.